DE4213737A1 - Verfahren zum fuellen von flaschen oder dergleichen behaelter mit einem fluessigen fuellgut sowie vorrichtung zum durchfuehren dieses verfahrens - Google Patents
Verfahren zum fuellen von flaschen oder dergleichen behaelter mit einem fluessigen fuellgut sowie vorrichtung zum durchfuehren dieses verfahrensInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbe
griff Patentanspruch 1 sowie auf eine Vorrichtung gemäß
Oberbegriff Patentanspruch 23.
Ein solches Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zum
Abfüllen eines flüssigen, insbesondere kohlensäurehaltigen
Füllgutes unter Gegendruck in Flaschen oder dergleichen
Behälter sind bekannt (EP-A-03 31 137). Vorgeschlagen wurde
hierbei auch, zur Reduzierung des Verbrauchs an Inert-Gas
bzw. CO₂-Gas in der Vorspannphase für ein Spülen sowie
teilweises Vorspannen des jeweiligen Behälters Rückgas aus
dem Rückgaskanal der Füllmaschine zu verwenden. Bei diesem
bekannten Verfahren bzw. bei dieser bekannten Vorrichtung
lassen sich aber bei Verwendung des Rückgases die angestrebte
Qualität und Lagerfähigkeit insbesondere bei einem empfind
lichen oder leicht verderblichen Füllgut nicht mit ausrei
chender Sicherheit erzielen, und zwar wegen möglicher Keime
im Rückgas des Rückgaskanales.
Bekannt ist weiterhin grundsätzlich auch (DE-OS 38 09 852)
den jeweiligen Behälter vor der Vorspannphase mit einem
Sterilisationsmedium zu behandeln, wobei diese Behandlung
allerdings ausschließlich einer aseptischen bzw. sterilen
Abfüllung des flüssigen Füllgutes dient und der jeweilige
Behälter hierzu ohne Dichtlage mit dem Füllelement in einer
verschließbaren Glocke aufgenommen ist, deren Innenraum
zunächst mit dem Sterilisationsmedium und dann beim Füllen
u. a. auch mit dem Druck eines Inert-Gases oder mit steriler
Luft beaufschlagt wird. Durch das Volumen der Glocke ergibt
sich ein nachteiliger hoher Verbrauch an Inert-Gas bzw. an
steriler Luft.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. eine
Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so weiterzubilden, daß
unter Beibehaltung des Vorteils einer Einsparung von Inert-
Gas selbst bei einem empfindlichen Füllgut eine hohe Qualität
und lange Haltbarkeit des abgefüllten Füllgutes erreicht
werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind ein Verfahren entsprechend dem
kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 bzw. eine
Vorrichtung entsprechend dem kennzeichnenden Teil des
Patentanspruches 23 ausgebildet.
Auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt das Spülen
sowie das teilweise Vorspannen des jeweiligen Behälters in
der Vorspannphase unter unmittelbarer Verwendung des Rück
gases aus dem Rückgaskanal. Dies ist trotz der angestrebten
hohen Qualität und Haltbarkeit des abgefüllten Füllgutes nach
der Lehre der Erfindung dadurch möglich, daß die Behälter in
der Vorbehandlungsphase zumindest an ihren Innenflächen
ausreichend sterilisiert werden und gleichzeitig auch dafür
gesorgt ist, daß ausschließlich das Rückgas in den Rück
gaskanal geleitet wird, d. h. weder während der Vorbehand
lungsphase die aus dem jeweiligen Behälter durch das Sterili
sationsmedium verdrängte Luft, noch das beim Spülen der
Behälter in der Vorspannphase verdrängte Sterilisationsmedium
in den Rückgaskanal geleitet werden. Vielmehr ist es er
forderlich, die verdrängte Luft und das verdrängte Sterili
sationsmedium zur Atmosphäre hin oder in einen vom Rück
gaskanal völlig getrennten Kanal abzuführen.
Bei der Erfindung weist das Rückgas im Rückgaskanal nicht nur
einen einwandfreien mikrobiologischen Zustand auf, d. h. das
Rückgas ist nicht oder nur in einem unschädlichen Maße mit
Bakterien und anderen Mikroorganismen belastet, sondern
insbesondere wird im Rückgaskanal auch eine annähernd reine
CO2-Atmosphäre erreicht.
Erst durch die Gesamtheit aller Maßnahmen des erfindungs
gemäßen Verfahrens ist es möglich, ohne Einbußen an Qualität
und Haltbarkeit durch Verwendung des Rückgases eine be
achtliche Einsparung an teuerem Inert-Gas bzw. CO2-Gas zu
erreichen.
Bei der Erfindung können einfach ausgestaltete Füllelemente
Verwendung finden. Insbesondere sind bei der Erfindung keine
die Behälter ganz oder teilweise aufnehmenden Glocken an den
Füllelementen erforderlich.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran
sprüche.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 in vereinfachter Teildarstellung und im Schnitt eines
der am Umfang eines um eine vertikale Drehachse
umlaufenden Rotors vorgesehenen Füllelement einer
Füllmaschine umlaufender Bauart, mit einem langen
Füllrohr, zusammen mit einer zu füllenden Flasche;
Fig. 2 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, jedoch bei
einem füllrohrlosen Füllelement;
Fig. 3 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 eine weitere
Ausführung eines Füllelementes mit langem Füllrohr,
zusammen mit einer zu füllenden Flasche.
In der Fig. 1 ist 1 das Füllelement einer Füllmaschine
umlaufender Bauart, welches zusammen mit weiteren, gleich
artigen Füllelementen 1 am Umfang eines um die vertikale
Maschinenachse umlaufenden Rotorteils 2 der Füllmaschine
angeordnet ist.
Das Füllelement 1 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse
3, welches sich aus den beiden Gehäuseteilen 3′ und 3′′
zusammensetzt, von denen das Gehäuseteil 3′′ die Unterseite
des Füllelementes 1 bildet. Im Gehäuseteil 3′ ist ein
Flüssigkeitskanal 4 ausgebildet, der mit seinem oberen
Bereich mit einem Ringkanal oder -kessel 5 zum Zuführen des
flüssigen Füllgutes und mit seinem unteren Bereich mit dem
oberen Ende eines langen Füllrohres 6 in Verbindung steht,
welches achsgleich mit einer vertikalen Füllelementachse VA
angeordnet ist und über die Unterseite des Füllelementes 1
wegsteht.
Im Flüssigkeitskanal 4 ist das Flüssigkeitsventil 7 mit dem
zugehörigen Ventilkörper 8 vorgesehen.
Im Gehäuseteil 3′′ ist ein ringförmiger, das Füllrohr 6 sowie
die Achse VA konzentrisch umschließender Kanal 9 ausgebildet,
der an der Unterseite des Gehäuses 3 offen ist und bei einer
mit ihrer Mündung 10 in Dichtlage gegen die Unterseite des
Gehäuses 3 bzw. gegen eine dortige Dichtung 11 angepreßten
Flasche 12 mit deren Innenraum in Verbindung steht.
In den Kanal 9 mündet eine Anschlußleitung 13. In den
Flüssigkeitskanal 4 mündet in Strömungsrichtung hinter dem
Flüssigkeitsventil 7 eine Anschlußleitung 14.
Im Füllelement 1 sind zwei Steuerventileinrichtungen 16 und
17 zugeordnet, die bei der dargestellten Ausführungsform
jeweils von einer Schiebersteuereinrichtung mit einem
Steuergehäuse gebildet sind. Jede Steuerventileinrichtung 16
und 17 weist jeweils einen Betätigungshebel 18 bzw. 19 auf,
die bei umlaufender Füllmaschine mit ortsfesten Steuerelemen
ten, beispielsweise mit Steuerkurven oder Steuernocken an
einem ortsfesten Steuerring zusammenwirken. Zusätzlich zu den
Steuerventileinrichtungen 16 und 17 ist jedem Füllelement 1
ein Steuerventil 20 zugeordnet, welches ein von einer nicht
näher dargestellten Steuereinrichtung gesteuertes Betäti
gungselement 20′ aufweist und beispielsweise ein pneuma
tisches oder elektrisches Ventil ist.
Die Steuerventileinrichtung 16 weist mehrere Ventile 21-25
auf, die entsprechend der Ausbildung der Steuerventilein
richtung 16 als Schiebersteuereinrichtung durch wenigstens
eine Schieberscheibe realisiert sind. Grundsätzlich ist es
aber auch möglich, die Ventile 21-25 der Steuerventilein
richtung 16 jeweils durch Einzelventile zu realisieren.
Die Steuerventileinrichtung 17 weist die Ventile 26-30 auf,
die dort ebenfalls durch wenigstens eine Schieberscheibe
realisiert sind.
Die Fig. 1 zeigt weiterhin einen im Rotorteil 2 ausgebildeten
Rückgaskanal 31, welcher unter einem vorgegebenen Rückgas
druck das einen hohen Anteil an CO2 aufweisende Rückgas
führt. Weiterhin sind eine Versorgungsleitung 32 für fri
sches, unter Druck stehendes CO2-Gas und eine Versorgungs
leitung 33 für gesättigten Wasserdampf, d. h. für Wasserdampf
mit einer Temperatur von etwa 105 bis 140°C, bevorzugt mit
einer Temperatur in der Größenordnung von etwa 110°C.
Sämtliche Ventile 21-30 besitzen zwei Anschlüsse, von denen
der eine Anschluß jeweils als Eingang und der andere als
Ausgang bezeichnet werden kann. Bei einem geöffneten Ventil
21-30 besteht zwischen den beiden Anschlüssen dieses
Ventils eine Strömungsverbindung. Bei gesperrtem Ventil 21-30
ist diese Strömungsverbindung unterbrochen. Bei der
nachfolgenden Beschreibung ist davon ausgegangen, daß sich
die Ventile 21-30 im geschlossenen Zustand befinden und nur
dasjenige Ventil 21-30 geöffnet ist, für das der geöffnete
Zustand jeweils ausdrücklich angegeben ist.
Sämtliche Ventile 21-25 sind mit ihrem einen, in der Fig. 1
unteren Anschluß an die Anschlußleitung 14 angeschlossen. In
der entsprechenden Verbindung des Ventils 24 ist eine Drossel
34 vorgesehen. Bezüglich der anderen, in der Fig. 1 oberen
Anschlüsse der Ventile 21-25 bestehen folgende Verbin
dungen:
Ventil 21 über Leitung 35 an Anschlußleitung 13;
Ventil 22 über Leitung 36 an Versorgungsleitung 33;
Ventile 23 und 24 über Leitung 37 an Rückgaskanal 31;
Ventil 25 über Leitung 38 an Versorgungsleitung 32.
Ventil 21 über Leitung 35 an Anschlußleitung 13;
Ventil 22 über Leitung 36 an Versorgungsleitung 33;
Ventile 23 und 24 über Leitung 37 an Rückgaskanal 31;
Ventil 25 über Leitung 38 an Versorgungsleitung 32.
Die in der Fig. 1 unteren, einen Anschlüsse der Ventile
26-29 sind mit einer gemeinsamen Leitung 39 verbunden, die
ihrerseits über das Steuerventil 20 an die Anschlußleitung 13
angeschlossen ist. Der in der Fig. 1 untere Anschluß des
Ventiles 30 ist über eine Leitung 40 ebenfalls an die
Anschlußleitung 13 angeschlossen. Bezüglich der in der Fig. 1
anderen, oberen Anschlüsse der Ventile 26-30 bestehen
folgende Verbindungen:
Ventil 26 über Leitung 41 zur Atmosphäre;
Ventil 27 über Leitung 42 an Versorgungsleitung 33;
Ventil 28 über Leitung 43 zur Atmosphäre;
Ventile 29 und 30 über Leitungen 44 bzw. 45 an Leitung 37 bzw. an Rückgaskanal 31.
Ventil 26 über Leitung 41 zur Atmosphäre;
Ventil 27 über Leitung 42 an Versorgungsleitung 33;
Ventil 28 über Leitung 43 zur Atmosphäre;
Ventile 29 und 30 über Leitungen 44 bzw. 45 an Leitung 37 bzw. an Rückgaskanal 31.
In den Leitungen 42, 43, 44 und 45 ist dabei jeweils eine
Drossel 34 vorgesehen.
Mit der beschriebenen Ausbildung ist folgender Verfahrens
ablauf beim Füllen der Flasche 12 mit dem flüssigen Füllgut
möglich:
Die jeweils zu füllende Flasche, auf eine Temperatur von
etwa 30 bis 50°C vorgewärmte Flasche 12 wird in der
üblichen Weise, d. h. durch Anheben der aufrecht auf
einem Flaschenteller 46 stehenden Flasche 12 mittels
einer nicht dargestellten Hubvorrichtung, mit ihrer
Mündung 10 in Dichtlage gegen das Füllelement 1 gebracht.
Das lange Füllrohr 6 reicht dann im Inneren der Flasche
12 bis in die Nähe der Bodenfläche 12′.
Über die Steuerventileinrichtung 16 wird nach dem Anpres
sen und Abdichten der Flasche 12 am Füllelement 1 ein
voller Dampfstrom über die Anschlußleitung 14 in das
Füllrohr 6 geleitet. Gleichzeitig wird die Anschluß
leitung 13 über die Steuerventileinrichtung 17 mit der
Atmosphäre verbunden. Die sich in der Flasche 12 befind
liche Luft wird dabei durch den am unteren Ende des
langen Füllrohres 6 in den Innenraum der Flasche 12
eintretenden Dampf aus der Flasche 12 zur Atmosphäre hin
verdrängt.
Hierfür sind die Ventile 22 und 26 sowie auch das
Steuerventil 20 geöffnet. Da das Steuerventil 20 in dem
Strömungs- oder Gasweg liegt, über welchen zunächst die
verdrängte Luft und später auch Wasserdampf aus dem
Inneren der Flasche 12 zur Atmosphäre hin verdrängt wird,
kann mit Hilfe des Steuerventiles 20 die Dauer dieser
Behandlung optimal gesteuert werden, und zwar unabhängig
von der Drehzahl des Füllers in einer Weise, daß am Ende
dieses Verfahrensschrittes bei minimalem Dampfverbrauch
in der Flasche 12 eine annähernd reine Dampfatmosphäre
vorhanden ist.
Nach dem Verdrängen der vorhandenen Luft aus der Flasche
wird das Steuerventil 20 geschlossen. Das Ventil 22
bleibt weiterhin geöffnet, so daß sich in der Flasche 12
der in der Versorgungsleitung 33 eingestellte bzw.
eingeregelte Sattdampfdruck einstellt. Dieser Zustand
wird über eine vorgegebene Zeitperiode bzw. Sterili
sationszeit aufrechterhalten, die der gewünschten
Sterilisations- bzw. Abtötungsrate entspricht.
Nach Ablauf der Sterilisationszeit wird das Ventil 22
geschlossen und bei wiedergeöffnetem oder noch geöffnetem
Ventil 26 auch das Steuerventil 20 geöffnet, so daß der
Dampfüberdruck in der Flasche 12 zur Atmosphäre hin
entlastet bzw. abgelassen wird.
Das Ablassen des Dampfdruckes könnte grundsätzlich auch
dadurch erfolgen, daß die Flasche 12 mittels des Fla
schentellers 46 und der zugehörigen Hubeinrichtung kurz
gegenüber dem Füllelement 1 abgesenkt wird, so daß der
Dampfüberdruck über die Mündung 10 der Flasche 12 zur
Atmosphäre hin entweichen kann. Dieser alternative Ver
fahrensschritt hat den Vorteil, daß durch den heißen
Wasserdampf, der beim Ablassen des Dampfdruckes ent
weicht, die Mündung 10 und auch die die Anlageflächen für
die Mündung 10 bildenden Bereiche der Dichtung 11
sterilisiert werden.
Nach dem Ablassen des Dampfdruckes wird bei in Dichtlage
mit dem Füllelement 1 befindlicher Flasche 12 das
Füllrohr 6 über die Steuerventileinrichtung 16 mit dem
Rückgaskanal 31 verbunden. Hierfür ist das Ventil 24 der
Steuerventileinrichtung 1 geöffnet. Gleichzeitig ist auch
das Ventil 26 geöffnet, so daß nach dem Öffnen des
Steuerventiles 20 aus dem Rückgaskanal 31 über die
Anschlußleitung 14 und das Füllrohr 6 Rückgas in das
Innere der Flasche 12 strömt, um dadurch den in der
Flasche 12 vorhandenen Wasserdampf über die Anschluß
leitung 13 zur Atmosphäre hin zu verdrängen. Auch dieser
Verfahrensschritt wird durch das Steuerventil 20 unab
hängig von der Drehzahl des Füllers gesteuert, bei
spielsweise zeitgesteuert, und zwar derart, daß sich bei
einer optimalen Verdrängung sämtlicher Dampfreste ein
Minimum an Rückgasverbrauch ergibt.
Nach Ablauf der Verdrängungszeit wird das Steuerventil 20
geschlossen, so daß sich bei weiterhin geöffnetem Ventil
24 ein Druckausgleich zwischen dem Rückgaskanal 31 und
dem Innenraum der Flasche 12 ergibt, d. h. im Innenraum
der Flasche 12 stellt sich in etwa der Druck des Rückgas
kanales 31 ein.
Dieses teilweise Vorspannen der Flasche 12 erfolgt somit
unter Verwendung des CO2-Gases bzw. Rückgases aus dem
Rückgaskanal 31, d. h. für dieses teilweise Vorspannen
wird ein CO2-Gas verwendet, welches während des Füllens
einer anderen, vorgespannten Flasche 12 verdrängt wird
oder wurde. Hierdurch wird der Verbrauch an CO2-Gas
drastisch reduziert.
Das teilweise Vorspannen mit CO2-Gas aus dem Rückgaskanal
31 ist insbesondere deswegen möglich, weil jede zu
füllende Flasche 12 zumindest an ihren Innenflächen, aber
auch das Füllrohr 6 vor dem Füllen einer Flasche durch
den Wasserdampf zuverlässig sterilisiert sind und der als
Sterilisationsmedium dienende Wasserdampf nicht in den
Rückgaskanal 31, sondern zur Atmosphäre hin abgeleitet
wird.
Hierdurch ist sichergestellt, daß beim Füllen einer
Flasche 12 mit dem dabei aus dieser Flasche 12 ver
drängten CO2-Gas keine Keime in den Rückgaskanal 31
gelangen, d. h. das in diesem Rückgaskanal 31 vorhandene
Rückgas absolut keimfrei ist bzw. Keime allenfalls nur in
so geringer Anzahl enthält, daß hierdurch trotz der
Teilvorspannung mit Rückgas die Qualität und Lagerfähig
keit des in die jeweilige Flasche 12 abgefüllten Füll
gutes nicht beeinträchtigt wird.
Nach dem teilweisen Vorspannen mit Rückgas erfolgt dann
das endgültige Vorspannen unter Verwendung von frischem
CO2-Gas aus der Versorgungsleitung 32. Hierfür ist das
Ventil 25 geöffnet.
Soweit abweichend von der Fig. 1 keine gesonderte
Versorgungsleitung 32 für frisches CO2-Gas vorhanden ist,
sondern das Rotorteil 2 einen mit dem flüssigen Füllgut
nur teilgefüllten Kessel bzw. Ringbehälter bildet, bei
dem der über dem Spiegel des flüssigen Füllgutes liegende
Innenraum mit unter Druck stehendem CO2-Gas ausgefüllt
ist, erfolgt das endgültige Vorspannen selbstverständlich
unter Verwendung des CO2-Gases aus diesem Gasraum des
Ringbehälters.
Nach erfolgter Vorspannung wird in üblicher Weise durch
Öffnen des Flüssigkeitsventils 7 die eigentliche Füll
phase eingeleitet. Hierfür sind die Ventile 29 und 30
geöffnet, wobei zunächst das Steuerventil 20 für eine
Anfüllphase mit niedrigerer Füllgeschwindigkeit geschlos
sen ist. In einer Schnellfüllphase wird das Steuerventil
20 dann geöffnet. In einer anschließenden Brems- und
Korrekturphase wird das Steuerventil 20 wieder geschlos
sen.
Nach Beendigung der Füllphase erfolgt in üblicher Weise
das Entlasten der Flasche 12. Hierbei wird vorzugsweise
zunächst eine Vorentlastung und Beruhigung auf den
Rückgasdruck vorgenommen, und zwar über das geöffnete
Ventil 30 und die in der Leitung 45 angeordnete Drossel
34.
Im Anschluß erfolgt dann eine endgültige Entlastung auf
Atmosphärendruck. Hierfür sind das Ventil 28, aber auch
das Steuerventil 20 geöffnet. Dies bedeutet, daß diese
endgültige Entlastung ebenfalls unabhängig von der
Drehzahl des Füllers von der das Steuerventil 20 an
steuernden Steuereinrichtung optimal geregelt werden
kann.
Gleichzeitig oder annähernd gleichzeitig mit dem Abziehen
bzw. Absenken der gefüllten Flasche 12 wird über die
Steuerventileinrichtung 16 eine Verbindung zwischen den
Anschlußleitungen 13 und 14 hergestellt, d. h. das Ventil
21 wird geöffnet. Das im Füllrohr 6 befindliche Füllgut
wird damit während des Absenkens der Flasche 12 in diese
entleert. Gleichzeitig wird über die Steuerventilein
richtung 17 ein reduzierter Dampfstrom in den ring
förmigen Kanal 9 des Füllelementes 1 eingestellt. Hierfür
ist neben dem Ventil 27 auch das Steuerventil 20 ge
öffnet, mit welchem diese Beaufschlagung mit reduziertem
Dampfstrom wiederum unabhängig von der Drehzahl des
Füllers gesteuert wird. Der aus dem Kanal 9 nach unten
austretende Dampfstrom bewirkt eine zusätzliche Sterili
sation der Mündung 10 sowie des Füllelementes 1 ins
besondere im Bereich der Dichtung 11. Weiterhin wird
durch den aus dem Kanal 9 nach unten austretenden Dampf
strom auch wirksam verhindert, daß eventuelle Keime aus
der Umgebungsluft in die gefüllte Flasche 12 gelangen
könnten.
Da weiterhin über die Steuerventileinrichtung 16 eine
Verbindung zwischen den Anschlußleitungen 13 und 14
besteht, tritt dann, wenn sich beim Absenken der Flasche
12 das Füllrohr 6 mit seinem unteren Ende aus dem Füllgut
herausbewegt hat, auch Dampf aus diesem unteren Ende des
Füllrohres 6 aus.
Die Flasche 12 wird dann anschließend unter Aufrechter
haltung beider Dampfströmungen (Dampfstrom aus Kanal 9
und Dampfstrom aus Füllrohr 6) in einen Übergabetunnel
überführt, über den die gefüllte Flasche 12 zum Ver
schließer transportiert und in dem die Flasche ständig
mit Dampf beaufschlagt wird.
Nach der Übergabe der Flasche 12 an den Übergabetunnel
wird bei geöffneten Ventilen 21, 27 und 20 der reduzierte
Dampfstrom für eine zusätzliche Sterilisation des
Füllelementes 1, insbesondere im Bereich des Füllrohres
6, der Dichtung 11, Zentriertulpe usw. aufrechterhalten.
Anstelle einer Beaufschlagung der gefüllten Flasche 12
bzw. des Halses dieser Flasche über das Füllrohr 6
mittels reduziertem Dampf kann auch eine Beaufschlagung
in der Flasche 12 mit CO2-Gas erfolgen. In diesem Fall
wird dann, wenn das untere Ende des Füllrohres 6 beim
Absenken der Flasche 12 aus dem Spiegel des Füllgutes
ausgetreten ist, über die Steuerventileinrichtung 16 eine
Verbindung mit dem Rückgaskanal 31 hergestellt. Hierfür
sind dann lediglich die Ventile 23 und 27 geöffnet, die
dem Ventil 23 zugeordnete Drossel 34 sorgt für eine
Begrenzung der Menge an CO2-Gas. Bei geöffnetem Ventil 27
tritt weiterhin an der unteren, offenen Seite des Kanals
9 ein reduzierter Dampfstrom aus.
Fig. 2 zeigt als weitere mögliche Ausführung ein füllrohr
loses Füllelement 47, welches zusammen mit einer Vielzahl
weiterer Füllelemente an dem um die vertikale Maschinenachse
umlaufenden Rotorteil 48 der Füllmaschine angeordnet ist. Im
Gehäuse 49 des Füllelementes 47 ist ein Flüssigkeitskanal 50
mit dem Flüssigkeitsventil 51 bzw. dem zugehörigen Ventil
körper 52 vorgesehen. Der Flüssigkeitskanal 50 steht mit
einem im Rotorteil 48 ausgebildeten Ringkessel 53 in Ver
bindung, der nur teilweise mit dem flüssigen Füllgut gefüllt
ist, so daß sich im Ringkessel 53 oberhalb des Spiegels des
flüssigen Füllgutes ein Gasraum 54 für frisches, unter Druck
stehendes CO₂-Gas ergibt. In Strömungsrichtung nach dem
Flüssigkeitsventil 51 bildet der Flüssigkeitskanal 50 an der
Unterseite des Füllelementes 47 eine die Füllelementachse VA
sowie ein mit dem Ventilkörper 52 verbundenes Gasrohr 55
konzentrisch umschließende ringförmige Auslaßöffnung 56, über
die während der Füllphase bei geöffnetem Flüssigkeitsventil
51 das flüssige Füllgut der in Dichtlage mit dem Füllelement
47 befindlichen Flasche 12 zufließt. Zum dichten Anpressen
der Mündung 10 der Flasche 12 gegen das Füllelement 47 ist an
einer Zentriertulpe 57 eine Dichtung 58 vorgesehen.
Das an seinem unteren Ende offene Gasrohr 55 bildet einen
Gaskanal 59, der sich durch den Ventilkörper 52 und durch
eine nicht dargestellte Betätigungseinrichtung für das
Flüssigkeitsventil 51 bis in einen Raum 60 erstreckt.
Dem Füllelement 47 sind wiederum zwei, verschiedene Ventile
61-69 bildende Steuerventileinrichtungen 70 und 71 zuge
ordnet. Von diesen wiederum als Schiebersteuereinrichtungen
ausgebildeten und mit ihren Betätigungshebeln 72 mit orts
festen Steuerelementen zusammenwirkenden Steuerventilein
richtungen 70 und 71 weist die Steuerventileinrichtung 70 die
Ventile 61-66 und die Steuerventileinrichtung 71 die
Ventile 67-69 auf.
Zusätzlich zu den Steuerventileinrichtungen 70 und 71 ist für
jedes Füllelement 47 das dem Steuerventil 20 entsprechende,
von der nicht dargestellten Steuereinrichtung betätigte
Steuerventil 73 vorgesehen, welches allerdings der Steuer
ventileinrichtung 70 zugeordnet ist.
Am Rotorteil 48 ist ein dem Rückgaskanal 31 entsprechender
Rückgaskanal 74 und eine der Versorgungsleitung 33 ent
sprechende Versorgungsleitung 75 für gesättigten Wasserdampf
vorgesehen.
Die Ventile 61-69 besitzen jeweils zwei Anschlüsse,
zwischen denen bei geöffnetem Ventil eine Strömungsverbindung
besteht. Bei gesperrtem Ventil 61-69 ist diese Strömungs
verbindung unterbrochen.
Im einzelnen bestehen folgende Verbindungen zu den Ventilen
61-69 bzw. zu deren Anschlüssen:
Die Ventile 61 und 62 sind mit ihrem in der Fig. 2 unteren
Anschluß an eine Verbindungsleitung 76 angeschlossen, die mit
dem Raum 60 in Verbindung steht. Die Ventile 63-66 sind mit
ihren in der Fig. 2 unteren Anschlüssen an eine gemeinsame
Leitung 77 angeschlossen, die über das Steuerventil 73 mit
der Verbindungsleitung 76 verbunden ist. Bezüglich der in der
Fig. 2 oberen Anschlüsse der Ventile 61-66 bestehen
folgende Verbindungen.
Ventile 61 und 63 über eine Leitung 78 an Gasraum 54;
Ventile 62 und 64 über eine Leitung 79 an Rückgaskanal 74;
Ventile 65 und 66 über Leitung 80 an Versorgungsleitung 75.
Ventile 61 und 63 über eine Leitung 78 an Gasraum 54;
Ventile 62 und 64 über eine Leitung 79 an Rückgaskanal 74;
Ventile 65 und 66 über Leitung 80 an Versorgungsleitung 75.
Die in der Fig. 2 unteren Anschlüsse der Ventile 67-69 sind
mit einer Verbindungsleitung 81 verbunden, die in den
Flüssigkeitskanal 50 in Strömungsrichtung hinter dem Flüssig
keitsventil 51 und vor der Auslaßöffnung 56 mündet. Bezüglich
der in der Fig. 2 oberen Anschlüsse der Ventile 67-69
bestehen folgende Verbindungen:
Ventil 67 über Leitung 82 zur Atmosphäre;
Ventil 68 über Leitung 83 an Leitung 80;
Ventil 69 über Leitung 84 zur Atmosphäre.
Ventil 67 über Leitung 82 zur Atmosphäre;
Ventil 68 über Leitung 83 an Leitung 80;
Ventil 69 über Leitung 84 zur Atmosphäre.
In den Verbindungen des Ventils 62 mit der Versorgungsleitung
67, der Ventile 63 und 65 mit der Leitung 77 und der Ventile
67 und 68 mit der Verbindungsleitung 81 sind jeweils der
Drossel 34 entsprechende Drosseln 85 angeordnet.
Das Füllelement 47 besitzt weiterhin eine Sonde 86 zur
Steuerung der Füllhöhe. Diese achsgleich mit der Achse VA
angeordnete Sonde 86 wird von dem ringförmigen Gaskanal 59
umschlossen.
Mit der in der Fig. 2 dargestellten Ausbildung ist ein
Verfahrensablauf beim Füllen der Flaschen 12 möglich, der dem
vorstehend im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebenen
Verfahrensablauf äquivalent ist, d. h. wiederum die nach
folgend angegebenen Verfahrensschritte aufweist:
Die Flasche 12 wird hierbei unter Verwendung der Dichtung
58 in Dichtlage mit dem Füllelement 47 gebracht.
Bei geöffneten Ventilen 66 und 69 erfolgt dieses Ver
drängen gesteuert durch das Steuerventil 73, und zwar
unabhängig von der Drehgeschwindigkeit der Füllmaschine.
Das Steuerventil 73 wird hierzu während einer vorgege
benen Verdrängungsdauer geöffnet, so daß über den
Gaskanal 59 des Rückgasrohres 55 gesättigter Wasserdampf
aus der Versorgungsleitung 75 in das Innere der Flasche
12 einströmt und zunächst die verdrängte Luft und
anschließend auch Wasserdampf über die Verbindungsleitung
81 zur Atmosphäre hin verdrängt wird.
Nach Abschluß der Verdrängungsphase erfolgt das Sterili
sieren der Flasche 12 mit Sattdampf. Hierfür ist das
Ventil 69 geschlossen und bei geöffnetem Ventil 66 wird
auch das Steuerventil 73 für eine vorgegebene Sterili
sationsdauer geöffnet.
Nach Ablauf der Sterilisationszeit wird das Steuerventil
73 geschlossen. Zum Ablassen des Dampfdruckes wird
nunmehr das Ventil 69 geöffnet.
Alternativ kann hierzu die Flasche 12 geringfügig und
kurzzeitig vom Füllelement 47 abgesenkt werden, mit dem
Vorteil eines Sterilisationseffektes der Mündung 10 sowie
der Dichtung 58.
Bei geöffneten Ventilen 64 und 69 wird das Steuerventil
73 für eine vorgegebene Zeit und wiederum unabhängig von
der Drehzahl des Füllers geöffnet. Hierdurch wird der
Gaskanal 59 mit dem Rückgaskanal 74 verbunden, wobei
gleichzeitig der Innenraum der Flasche 12 über die
Verbindungsleitung 81 und das geöffnete Ventil 69 zur
Atmosphäre hin offen ist, so daß durch das aus dem
Rückgaskanal 74 zuströmende Rückgas bzw. CO2-Gas der in
der Flasche 12 vorhandene Dampf zur Atmosphäre hin
verdrängt wird. Dieser Verfahrensschritt wird durch
Schließen des Ventiles 73 beendet.
Die Öffnungszeit des Ventiles 73 ist wiederum so gewählt,
daß bei einem minimalen Verbrauch an CO2-Gas eine
möglichst vollständige Verdrängung des Dampfes aus der
Flasche 12 erfolgt.
Hierfür wird das Ventil 69 geschlossen. Bei geöffnetem
Ventil 64 wird das Steuerventil 73 geöffnet, so daß sich
im Inneren der Flasche 12 ein dem Druck im Rückgaskanal
74 entsprechender Druck aufbaut. Für dieses teilweise
Vorspannen wird wiederum CO2-Gas aus dem Rückgaskanal 74
verwendet. Dies ist auch bei der Ausführung nach Fig. 2
dadurch möglich, daß jede zu füllende Flasche 12 vor dem
Füllen mit Sattdampf sterilisiert wird und darüber hinaus
in keinem Verfahrensschritt der Dampf in den Rückgaskanal
74 abgeleitet wird.
Nach dem teilweisen Vorspannen der Flasche 12 mit dem CO2-Gas
aus dem Rückgaskanal 74 erfolgen in analoger Weise die im
Zusammenhang mit der Fig. 1 bereits erwähnten Verfahrens
schritte 7 bis 10, wobei auch hier wiederum das Steuerventil
73 zur Steuerung der Füllgeschwindigkeit während der Füll
phase sowie zur Steuerung des reduzierten Dampfstromes beim
Abziehen der Flasche 2 von dem Füllelement 47 verwendet wird.
Beim endgültigen Vorspannen mit dem frischen CO2-Gas aus dem
Gasraum 54 ist das Ventil 61 geöffnet. Beim Füllen sind neben
dem Füllventil 51 auch die Ventile 62 und 64 geöffnet, wobei
während der zwischen der Anfüllphase und der Bremsphase
liegenden Schnellfüllphase das Steuerventil 73 geöffnet wird.
Das Vorentlasten der gefüllten Flasche 12 erfolgt wiederum
auf den Druck des Rückgaskanals 74, und zwar durch Öffnen des
Ventiles 62. Das endgültige Entlasten auf Atmosphärendruck
erfolgt durch Öffnen des Ventiles 67. Für die Behandlung der
gefüllten Flasche 12 mit reduziertem Dampfstrom beim Abziehen
wird bei geöffneten Ventilen 65 und 68 auch das Steuerventil
73 über eine vorgegebene Zeitdauer geöffnet. Mit dem Steuer
ventil 73 wird hierbei der aus dem unteren Ende des Rückgas
rohres 55 austretende Dampfstrom gesteuert. Anstelle des aus
dem Rückgasrohr 55 austretenden Dampfstromes kann auch hier
wiederum eine Behandlung der Flasche 12 (Halsbegasung) mit
CO₂-Gas aus dem Rückgaskanal 74 erfolgen. Hierfür wird
beispielsweise das Ventil 64 geöffnet.
Die vorbeschriebenen Vorrichtungen sowie die hiermit mög
lichen Verfahren haben somit u. a. folgende Vorteile:
Durch das Steuerventil 20, 73 ist eine von der Drehzahl
der Füllmaschine unabhängige optimale Steuerung der je
weiligen Menge an Dampf bzw. Rückgas möglich. Hierbei
kann ein und dasselbe Steuerventil 20, 73 in aufeinander
folgenden Verfahrensschritten für unterschiedliche Medien
(Dampf bzw. CO2-Gas) und für unterschiedliche Funktionen
eingesetzt werden.
Der entscheidende Vorteil besteht aber darin, daß durch
die Vorbehandlung jeder Flasche 12 mit dem Dampf im
Rückgaskanal 31, 74 eine annähernd reine CO2-Atmosphäre
erhalten wird und außerdem das in den Rückgaskanal
abgeführte und dort vorhandene CO2-Gas einen mikro
biologisch einwandfreien Zustand aufweist, so daß dieses
CO2-Gas für die Teilvorspannung der Flaschen 12 wieder
verwendet werden kann, ohne daß zuvor eine Aufbereitung
des CO2-Gases aus dem Rückgaskanal 31 notwendig ist.
Fig. 3 zeigt ein Füllelement 1a an dem umlaufenden Rotorteil
2a, der ein Ringkanal oder -kessel 5a ist, der sich von dem
Ringkessel 5 der Fig. 1 im wesentlichen dadurch unterschei
det, daß er lediglich bis zu einem vorgegebenen Niveau mit
dem flüssigen Füllgut gefüllt ist, so daß sich oberhalb des
Füllgutspiegels ein Gasraum 67 ergibt, der über eine Ver
bindungsleitung 88 mit der am Rotorteil 2a ausgebildeten
Versorgungsleitung 32 für unter Druck stehendes, frisches
CO2-Gas verbunden ist.
Am Rotorteil 2a sind weiterhin die Versorgungsleitung 33 für
Wasserdampf, der Rückgaskanal 31 sowie zusätzlich auch ein
Sammelkanal 89 vorgesehen.
Jedem Füllelement 1a, welches in konstruktiver Hinsicht im
wesentlichen dem Füllelement 1 der Fig. 1 entspricht, ist
anstelle der beiden Steuerventileinrichtungen 16 und 17
lediglich eine einzige, wiederum als Schiebersteuereinrich
tung ausgebildete Steuerventileinrichtung 90 zugeordnet, die
mit ihrem Betätigungshebel bei umlaufender Füllmaschine mit
den ortsfesten Steuerelementen zusammenwirkt. Jede Steuer
ventileinrichtung 90 weist das Steuerventil 20 sowie in einer
Verbindungsleitung 92, mit der die Steuerventileinrichtung 90
an die Versorgungsleitung 33 für Dampf angeschlossen ist, ein
ebenfalls pneumatisch oder elektrisch betätigbares Steuer
ventil 91 auf. Mit diesem Steuerventil 91 erfolgt die
Steuerung (Absperrung und Freigeben) des Dampfes in den
einzelnen Behandlungsphasen, so daß die Steuerventileinrich
tung 90 bzw. deren Schieberschiebe ausschließlich für die
übrigen Steuerfunktionen verwendet werden kann und daher nur
eine einzige Steuerventileinrichtung 90 erforderlich ist.
Weiterhin erfolgt die Ansteuerung des Ventils 91 bevorzugt
derart, daß dieses Ventil zwar am Beginn der jeweiligen
Behandlungsphase mit Dampf geöffnet und am Ende dieser
Behandlungsphase wieder geschlossen wird, nach Ablauf einer
vorgegebenen Zeitperiode aber auf jeden Fall ein zwangsweises
Schließen des Ventils 91 erfolgt, so daß beispielsweise bei
einem Maschinenstillstand ein Austreten von Dampf an solchen
Füllelementen, die sich in einer einer Dampfbehandlung
entsprechenden Stellung befinden, weitestgehend vermieden
ist. Weiterhin kann die Steuerung des Ventils 91 auch so
erfolgen, daß ein Öffnen dieses Ventils verhindert ist, wenn
sich an dem Füllelement 1a keine Flasche 12 oder eine defekte
Flasche 12 befindet.
Mit dem Füllelement 1a ist folgender Verfahrensablauf beim
Füllen der Flasche 12 möglich, wobei dieser Verfahrensablauf
im wesentlichen dem Verfahrensablauf entspricht, wie er für
das Füllelement 1 vorstehend beschrieben wurde:
Hierfür ist die zu füllende Flasche 12 in der üblichen
Weise, d. h. durch Anheben mittels des Flaschentellers 46
so positioniert, daß sie mit ihrer Mündung 10 zwar gegen
die Dichtung 11 bzw. die Zentrierpunkte 11′ anliegt,
letztere aber von der Unterseite des Füllelements 1a bzw.
von einer dortigen Dichtung beabstandet ist.
Bei geöffnetem Steuerventil 91 und geschlossenem Ventil 20
erfolgt über die Steuerventileinrichtung 90 ein redu
zierter Dampfstrom an das Füllrohr 6 und an den Kanal 9,
und zwar über eine in der Steuerventileinrichtung 90
vorgesehene Drossel. Mit diesem reduzierten Dampfstrom
erfolgt das Vorspülen im Inneren der Flasche 12 sowie
gleichzeitig auch ein Sterilisieren der Unterseite des
Füllelements 1a und der Oberseite der Zentriertulpe 11′.
Mit diesem Verfahrensschritt wird bei geöffnetem Steuer
ventil 91 über die Steuerventileinrichtung 90 und das
Füllrohr 6 Dampf in die in Dichtlage mit dem Füllelement
1a gebrachte Flasche 12 eingeleitet. Über das geöffnete
Steuerventil 20 wird die verdrängte Luft sowie auch der
Dampf in den Sammelkanal 89 abgeleitet.
Hierfür wird gegenüber dem vorausgehenden Verfahrens
schritt lediglich das Steuerventil 20 geschlossen, so daß
der Innenraum der Flasche 12 weiterhin über das Füllrohr 6
mit dem heißen Dampf (ca. 110°C) bzw. mit einem Dampf
druck (ca. 0,8 bar) beaufschlagt ist.
Für diesen Verfahrensschritt werden die Zentriertulpe 11′
(durch eine mit einer Steuerkurve zusammenwirkende und an
Führungsstangen vorgesehene Rolle 93) und der Flaschen
teller 46 (durch eine Hubeinrichtung) gesteuert derart
abgesenkt, daß sich zwischen der Unterseite des Füllele
ments 1a und der Zentriertulpe 11′ sowie auch zwischen der
Mündung 10 und der Dichtung 11 jeweils ein ausreichend
breiter Ringspalt ergibt, aus welchem bei weiterhin
geöffnetem Steuerventil 91 und geschlossenem Steuerventil
20 Dampf austritt, der eine Sterilisation der Unterseite
des Füllelementes 1a, der Zentriertulpe 11′ und der
Mündung 10 bewirkt.
Anschließend erfolgt bei geschlossenem Steuerventil 91 das
Verdrängen des Dampfes aus der Flasche 12, das teilweise und
vollständige Vorspannen der Flasche 12 mit CO2-Gas zunächst
aus dem Rückgaskanal 31 und anschließend aus der Versorgungs
leitung 32, das Füllen der Flasche 12 sowie das Entlasten der
gefüllten Flasche, wie dies vorstehend in Zusammenhang mit
der Fig. 1 in den dortigen Verfahrensschritten 5-9 be
schrieben ist.
Die nächstfolgenden Verfahrensschritte sind:
Bei diesem Verfahrensschritt sind die Steuerventile 20 und
91 geöffnet, so daß das Füllrohr 6 mit Dampf beaufschlagt
ist und Dampf gleichzeitig auch aus dem Kanal 9 zur
Sterilisierung der Unterseite des Füllelements 1 und der
Zentrierglocke 11′ austritt.
Bei weiterem Absenken der Flasche 12 wird der Betriebs
zustand des Verfahrensschritts 5 aufrecht erhalten.
Anschließend folgt das Überführen der jeweils gefüllten
Flasche 12 in den eigene Dampfaustrittsdüsen aufweisenden
Überführungskanal.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen
beschrieben. Es versteht sich, daß Änderungen sowie Abwand
lungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung
zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. Die
Füllelemente 1 und 47 sind solche mit Sonde zur Füllhöhen
bestimmung. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf
die Verwendung derartiger Füllelemente beschränkt.
Aufstellung der Bezugszeichen
1, 1a Füllelement
2, 2a Rotorteil
3 Gehäuse
3′, 3′′ Gehäuseteil
4 Flüssigkeitskanal
5 Ringkessel
6 Füllrohr
7 Flüssigkeitsventil
8 Ventilkörper
9 Kanal
10 Mündung
11 Dichtung
11′ Zentriertulpe
12 Flasche
12′ Boden
13, 14 Anschlußleitung
16, 17 Steuerventileinrichtung
18, 19 Betätigungshebel
20 Steuerventil
20′ Betätigungselement
21-30 Ventil
31 Rückgaskanal
32, 33 Versorgungsleitung
34 Drossel
35-45 Leitung
46 Flaschenteller
47 Füllelement
48 Rotorteil
49 Gehäuse
50 Flüssigkeitskanal
51 Flüssigkeitsventil
52 Ventilkörper
53 Ringkessel
54 Gasraum
55 Gasrohr
56 Auslaßöffnung
57 Zentriertulpe
58 Dichtung
59 Gaskanal
60 Raum
61-69 Ventil
70, 71 Steuerventileinrichtung
72 Betätigungshebel
73 Steuerventil
74 Rückgaskanal
75 Versorgungsleitung
76 Verbindungsleitung
77-80 Leitung
81 Verbindungsleitung
82-84 Leitung
85 Drossel
86 Sonde
87 Gasrohr
88 Verbindungsleitung
89 Sammelkanal
90 Steuerventileinrichtung
91 Steuerventil
92 Leitung
93 Rolle
2, 2a Rotorteil
3 Gehäuse
3′, 3′′ Gehäuseteil
4 Flüssigkeitskanal
5 Ringkessel
6 Füllrohr
7 Flüssigkeitsventil
8 Ventilkörper
9 Kanal
10 Mündung
11 Dichtung
11′ Zentriertulpe
12 Flasche
12′ Boden
13, 14 Anschlußleitung
16, 17 Steuerventileinrichtung
18, 19 Betätigungshebel
20 Steuerventil
20′ Betätigungselement
21-30 Ventil
31 Rückgaskanal
32, 33 Versorgungsleitung
34 Drossel
35-45 Leitung
46 Flaschenteller
47 Füllelement
48 Rotorteil
49 Gehäuse
50 Flüssigkeitskanal
51 Flüssigkeitsventil
52 Ventilkörper
53 Ringkessel
54 Gasraum
55 Gasrohr
56 Auslaßöffnung
57 Zentriertulpe
58 Dichtung
59 Gaskanal
60 Raum
61-69 Ventil
70, 71 Steuerventileinrichtung
72 Betätigungshebel
73 Steuerventil
74 Rückgaskanal
75 Versorgungsleitung
76 Verbindungsleitung
77-80 Leitung
81 Verbindungsleitung
82-84 Leitung
85 Drossel
86 Sonde
87 Gasrohr
88 Verbindungsleitung
89 Sammelkanal
90 Steuerventileinrichtung
91 Steuerventil
92 Leitung
93 Rolle
Claims (42)
1.Verfahren zum Füllen von Flaschen oder dergleichen
Behälter (12) unter Verwendung eines ein Flüssigkeits
ventil (7, 51) aufweisenden Füllelementes (1, 1a, 47) mit
einem flüssigen Füllgut, bei dem (Verfahren) der in
Dichtlage mit dem Füllelement (1, 1a, 47) befindliche
Behälter (12) in einer Vorspannphase mit einem Inert-Gas
gespült und vorgespannt und in einer zeitlich folgenden
Füllphase bei geöffnetem Flüssigkeitsventil (7, 51) mit
dem flüssigen Füllgut gefüllt wird, wobei zumindest
zeitweise das von dem einlaufenden Füllgut aus dem
Behälter (12) verdrängte Rückgas über einen Rückgasweg
des Füllelementes in einen Rückgaskanal (31, 74) abge
führt wird, und bei dem (Verfahren) in der Vorspannphase
das Spülen sowie das zumindest teilweise Vorspannen des
Behälters (12) unter Verwendung des Rückgases aus dem
Rückgaskanal (31, 74) als Inert-Gas erfolgt, dadurch
gekennzeichnet, daß der Innenraum des Behälters (12) in
einer der Vorspannphase vorausgehenden Vorbehandlungs
phase mit einem Sterilisationsmedium, vorzugsweise mit
Wasserdampf, behandelt wird, und daß die hierbei vom
Sterilisationsmedium aus dem Innenraum des Behälters (12)
verdrängte Luft sowie das in der Vorspannphase beim
Spülen aus dem Innenraum des Behälters (12) verdrängte
Sterilisationsmedium an die Atmosphäre und/oder in einen
vom Rückgaskanal (31, 74) getrennten Kanal abgeleitet
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mit dem Rückgas aus dem Rückgaskanal ein teilweises
Vorspannen des Behälters (12) erfolgt, und daß anschlie
ßend ein endgültiges Vorspannen des Behälters (12) mit
frischem Inert-Gas erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Innenraum des Behälters (12) zum Einleiten des
Sterilisationsmediums über einen ersten im Füllelement
(1, 1a, 47) ausgebildeten Gasweg (14, 36; 76, 80) mit
einer Quelle (33, 75) für das Sterilisationsmedium
verbunden wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Verdrängen der Luft aus dem
Innenraum des Behälters (12) dieser Innenraum mit einem
im Füllelement (1, 1a, 47) ausgebildeten und zur Atmos
phäre führenden zweiten Gasweg (13, 41; 81, 84) oder
Sammelkanal (89) verbunden ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß während der Vorspannphase der
Innenraum des Behälters (12) für das Spülen und/oder für
das Vorspannen über einen im Füllelement (1, 1a, 47)
ausgebildeten dritten Gasweg (14, 37; 76, 78) mit dem
Rückgaskanal (31, 74) verbunden wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
während der Vorspannphase der Innenraum des Behälters
(12) nach erfolgtem teilweisen Vorspannen über einen
vierten, ebenfalls im Füllelement (1, 1a, 47) ausgebil
deten Gasweg (14, 38; 76, 78) mit einer Quelle (32, 54)
für frisches Inert-Gas verbunden wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Spülen der Innenraum des Behälters (12) über
einen im Füllelement (1, 1a, 47) ausgebildeten Gasweg,
vorzugsweise über den zweiten Gasweg (13, 41; 81, 84) mit
der Atmosphäre in Verbindung steht.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß bei einer Füllmaschine umlaufender
Bauart mit mehreren Füllelementen (1, 1a, 47) die Dauer
der Behandlung des Behälters (12) in der Vorbehandlungs
phase und/oder das zumindest teilweise Vorspannen des
Behälters (12) mit dem Rückgas und/oder das Verdrängen
des Sterilisationsmediums mit dem Rückgas durch ein jedem
Füllelement (1, 1a, 47) zugeordnetes erstes Steuerventil
(20, 73) unabhängig von der Drehgeschwindigkeit der
Füllmaschine erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch
gekennzeichnet, daß bei einer Füllmaschine umlaufender
Bauart mit mehreren Füllelementen (1a) die Dauer der
Behandlung mit dem Sterilisationsmedium, insbes. in der
Vorbehandlungsphase und/oder in einer auf die Füllphase
erfolgenden Nachbehandlungsphase durch ein jedem Füll
element (1a) zugeordnetes zweites Steuerventil (91)
erfolgt, und zwar vorzugsweise unabhängig von der
Drehgeschwindigkeit der Füllmaschine.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Steuerventil (91) in dem ersten Gasweg bzw. in
einer die Steuerventileinrichtung (90) mit der Quelle
(33) für das Sterilisationsmedium verbindenden Leitung
(92) vorgesehen ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste und/oder zweite Steuer
ventil (20, 91, 73) zusätzlich zu wenigstens einer
Steuerventileinrichtung (16, 17; 70, 71) für die Gaswege
verwendet ist, die (Steuerventileinrichtung) mit orts
festen Steuerelementen, beispielsweise mit Steuerkurven
oder Steuernocken an einem ortsfesten Steuerring zu
sammenwirkt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
zwei Steuerventileinrichtungen (16, 17; 70, 71) verwendet
sind, von denen eine Steuerventileinrichtung (17, 70)
zusammen mit dem ersten Steuerventil (20, 73) im ersten
und/oder zweiten Gasweg (14, 36; 76, 80; 13, 41; 81, 84)
angeordnet ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste Steuerventil (20, 73) auch
während der Füllphase zur Steuerung der Füllgeschwindig
keit verwendet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Quelle für das Sterilisations
medium ein erster Versorgungskanal oder eine erste
Versorgungsleitung (33, 75) ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Quelle für das frische Inert-Gas
ein Gasraum (54) ist, der in dem von dem flüssigen
Füllgut nicht eingenommenen Raum eines Vorratsbehälters
oder Kessels (53) gebildet ist, und zwar oberhalb des
Spiegels des flüssigen Füllgutes.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Quelle für das frische Inert-Gas
ein von einem Kessel für das flüssige Füllgut getrennter
zweiter Versorgungskanal oder eine entsprechende zweite
Versorgungsleitung (32) ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß bei einem Füllelement (1, 1a) mit
Füllrohr (6) die Behandlung des Innenraumes des Behälters
(12) mit dem Sterilisationsmedium über das Füllrohr (6)
erfolgt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß bei einem füllrohrlosen Füllelement
(47) die Behandlung des Innenraumes der Flasche (12) mit
dem Sterilisationsmedium über einen mit dem Innenraum des
Behälters (12) in Verbindung stehenden Teil (59) des
Rückgasweges erfolgt, über den beim Füllen das verdrängte
Rückgas abgeführt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
die Behandlung mit dem Sterilisationsmedium über einen
Gaskanal (59) eines Gasrohres (55) erfolgt.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Behälter (12) für die Vorbehand
lung beispielsweise auf eine Temperatur von 30 bis 50°C
vorgewärmt werden, und/oder daß am Ende der Vorbehand
lungsphase der Druck des Sterilisationsmediums über einen
Spalt zwischen Füllelement und Behältermündung an die
Atmosphäre abgelassen wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-20, dadurch
gekennzeichnet, daß vor dem Spülen des Behälters (12) zum
Sterilisieren der Mündung (10) des Behälters (12) und
eines den Behälter (12) zentrierenden Zentrierelements
(11′) des Füllelements (1a) in den Innenraum des Behäl
ters das Sterilisationsmedium eingeleitet wird, welches
durch ringförmige Öffnungen zwischen der Mündung (10) und
dem Zentrierelement (11′) und dem Füllelement (1a)
austritt.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß als Sterilisationsmedium gesättigter
Wasserdampf mit einer Temperatur von 105 bis 140°C,
vorzugsweise Wasserdampf mit einer Temperatur von 110°C
verwendet wird.
23. Vorrichtung zum Füllen von Flaschen oder dergleichen
Behältern (12) mit einem flüssigen Füllgut, mit wenig
stens einem ein Flüssigkeitsventil (7, 51) aufweisenden
Füllelement (1, 1a, 47) sowie mit wenigstens einer dem
Füllelement zugeordneten und mehrere Ventile aufweisenden
Ventilsteuerung (16, 17, 20, 91; 70, 71, 73) zum Steuern
von im Füllelement (1, 47) ausgebildeten Gaswegen
zumindest während einer Vorspannphase, in der der in
Dichtlage mit dem Füllelement (1, 1a, 47) befindliche
Behälter vorgespannt wird, sowie während einer zeitlich
folgenden Füllphase, in der der in Dichtlage mit dem
Füllelement (1, 1a, 47) befindliche Behälter bei geöffne
tem Flüssigkeitsventil (7, 51) mit dem flüssigen Füllgut
gefüllt und dabei zumindest zeitweise das von dem
einlaufenden Füllgut aus dem Behälter (12) verdrängte
Rückgas über einen Rückgasweg des Füllelementes (1, 1a,
47) in einen Rückgaskanal (31, 74) abgeführt wird, wobei
in der Vorspannphase das Spülen sowie das zumindest teil
weise Vorspannen des Behälters unter Verwendung des
Rückgases aus dem Rückgaskanal (31, 74) als Inert-Gas
erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Quelle (33, 75)
für ein Sterilisationsmedium, vorzugsweise für Wasser
dampf vorgesehen ist, und daß durch die Ventilsteuerung
(16, 17, 20, 91; 70, 71, 73) der Innenraum des Behälters
(12) in einer der Vorspannphase vorausgehenden Vorbehand
lungsphase mit dem Sterilisationsmedium beaufschlagbar
ist, und die hierbei vom Sterilisationsmedium aus dem
Innenraum des Behälters (12) verdrängte Luft sowie auch
das in der Vorspannphase beim Spülen aus dem Innenraum
des Behälters (12) verdrängte Sterilisationsmedium über
einen Auslaß an die Atmosphäre und/oder in einen vom
Rückgaskanal (31, 74) getrennten Kanal abgeleitet wird.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Quelle (32, 54) für ein frisches Inert-Gas vor
gesehen ist, und daß die Ventilsteuerung (16, 17, 20, 91;
70, 71, 73) so ausgebildet ist, daß in der Vorspannphase
nach dem teilweisen Vorspannen des Behälters (12) ein
endgültiges Vorspannen mit dem frischen Inert-Gas
erfolgt.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß im Füllelement (1, 1a, 47) ein erster
Gasweg (14, 36; 76, 80) ausgebildet ist, über welchen der
Innenraum des Behälters (12) zum Einleiten des Sterili
sationsmediums mit der Quelle (33, 75) für das Sterili
sationsmedium verbindbar ist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß im Füllelement (1, 1a, 47) ein
zweiter Gasweg (13, 41; 81, 84) ausgebildet ist, über
welchen der Innenraum des Behälters (12) während der
Vorbehandlungsphase zum Verdrängen der Luft aus dem
Behälter und/oder während der Vorspannphase beim Spülen
mit der Atmosphäre verbindbar ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß im Füllelement (1, 1a, 47) ein
dritter Gasweg (14, 37; 76, 78) ausgebildet ist, über den
der Innenraum des Behälters (12) für das Spülen und/oder
das Vorspannen in der Vorspannphase mit dem Rückgaskanal
(31, 74) verbindbar ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß im Füllelement (1, 1a, 47) ein
vierter Gasweg (14, 38; 76, 78) ausgebildet ist, über den
der Innenraum des Behälters (12) in der Vorspannphase
nach erfolgtem teilweisen Vorspannen mit der Quelle (32,
54) für das frische Inert-Gas verbindbar ist.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, daß bei einer Füllmaschine umlaufender
Bauart mit mehreren Füllelementen (1a) jedem Füllelement
oder jeweils einer Gruppe von Füllelementen ein zweites
Steuerventil (91) der Ventilsteuerung zugeordnet ist und
daß dieses Steuerventil (91) vorzugsweise unabhängig von
der Drehgeschwindigkeit der Füllmaschine die Behandlung
mit dem Sterilisationsmedium steuert.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Steuerventil (91) im ersten Gasweg oder in
einer die Steuerventileinrichtung (90) mit der Quelle
(33) für das Sterilisationsmedium verbindenden Leitung
(92) vorgesehen ist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 30, dadurch
gekennzeichnet, daß bei einer Füllmaschine umlaufender
Bauart mit mehreren Füllelementen (1, 1a, 47) jedem Füll
element ein erstes Steuerventil (20, 73) der Ventil
steuerung zugeordnet ist, und daß dieses Steuerventil
(20, 73) unabhängig von der Drehgeschwindigkeit der
Füllmaschine zumindest die Behandlung des jeweiligen
Behälters (12) in der Vorbehandlungsphase und/oder das
teilweise Vorspannen des Behälters (12) mit dem Rückgas
und/oder das Verdrängen des Sterilisationsmediums bzw.
Spülen des Behälters (12) mit dem Rückgas steuert.
32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventilsteuerung zusätzlich zu dem ersten und/oder
zweiten Steuerventil (20, 91, 73) eine jedem Füllelement
(1, 1a, 47) zugeordnete Steuerventileinrichtung (16, 17;
70, 71) für die Gaswege aufweist, die (Steuerventilein
richtung) mit ortsfesten Steuerelementen, beispielsweise
mit Steuerkurven oder Steuernocken an einem ortsfesten
Steuerring zusammenwirkt.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß
für jedes Füllelement (1, 1a, 47) jeweils zwei Steuer
ventileinrichtungen (16, 17; 70, 71) vorgesehen sind, und
daß eine Steuerventileinrichtung (17, 70) zusammen mit
dem ersten Steuerventil (20, 73) im ersten und/oder
zweiten und/oder dritten und/oder vierten Gasweg (76, 80;
13, 41; 76, 79; 76, 78) angeordnet ist.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste Steuerventil (20, 73)
während der Füllphase zur Steuerung der Füllgeschwindig
keit verwendet wird und vorzugsweise zusammen mit der
einen Steuerventileinrichtung (17, 70) im Rückgasweg
angeordnet ist.
35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 34, dadurch
gekennzeichnet, daß die Quelle für das Sterilisations
medium ein erster Versorgungskanal oder eine erste
Versorgungsleitung (33, 75) ist.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 35, dadurch
gekennzeichnet, daß die Quelle für das frische Inert-Gas
ein Gasraum (54) ist, der in einem von dem flüssigen
Füllgut nicht eingenommenen Raum eines Vorratsbehälters
oder Kessels (53) gebildet ist.
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 35, dadurch
gekennzeichnet, daß die Quelle für das frische Inert-Gas
ein von einem Kessel oder Vorratsbehälter für das
flüssige Füllgut getrennter Versorgungskanal oder eine
entsprechende zweite Versorgungsleitung (32) ist.
38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 37, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste und/oder zweite Steuer
ventil (20, 91, 73) zumindest funktionsmäßig derart in
Serie mit der wenigstens einen Steuerventileinrichtung
(16, 17; 70, 71) liegt, daß der jeweilige Gasweg von der
Steuerventileinrichtung (16, 17; 70, 71) vorbereitet und
von dem Steuerventil (20, 91, 73) gesteuert wird.
39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 38, dadurch
gekennzeichnet, daß das Füllelement (1, 1a) ein Füllrohr
(6) sowie eine Anschlußleitung (14) aufweist, die mit
einem in Flußrichtung auf das Flüssigkeitsventil (7)
folgenden und mit dem Füllrohr (6) in Verbindung stehen
den Teil eines Flüssigkeitskanals (4) des Füllelementes
(1, 1a) in Verbindung steht, und daß zumindest das
Rückgas aus dem Rückgaskanal (31) und/oder das Sterili
sationsmedium über diese Anschlußleitung (14) zugeführt
werden.
40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 38, dadurch
gekennzeichnet, daß das Füllelement (47) ein füllrohr
loses Füllelement mit einem einen Teil des Rückgasweges
bildenden Gaskanal (59) ist, und daß über den Gaskanal
(59) zumindest das Sterilisationsmedium und/oder das
Rückgas zuführbar ist.
41. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß
das Steuerventil (20) im Rückgaskanal sowie im zweiten
Gasweg (13, 41) angeordnet ist.
42. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß
das Steuerventil (73) im Rückgasweg sowie im ersten
und/oder dritten und/oder vierten Gasweg (76, 80; 76, 79;
76, 78) angeordnet ist.
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